Egress Gateway
控制 Egress 流量任务展示了如何配置 Istio 以允许网格内部的应用程序访问外部 HTTP 和 HTTPS 服务，但那个任务实际上是通过 sidecar 直接调用的外部服务。而这个示例会展示如何配置 Istio 以通过专用的 egress gateway 服务间接调用外部服务。
Istio 使用 Ingress and Egress gateways 配置运行在服务网格边缘的负载均衡。 Ingress gateway 允许您定义网格所有入站流量的入口。Egress gateway 是一个与 Ingress gateway 对称的概念，它定义了网格的出口。Egress gateway 允许您将 Istio 的功能（例如，监视和路由规则）应用于网格的出站流量。
使用场景
设想一个对安全有严格要求的组织。要求服务网格所有的出站流量必须经过一组专用节点。专用节点运行在专门的机器上，与集群中运行应用程序的其他节点隔离。这些专用节点用于实施 egress 流量的策略，并且受到比其余节点更严密地监控。
另一个使用场景是集群中的应用节点没有公有 IP，所以在该节点上运行的网格 service 无法访问互联网。通过定义 egress gateway，将公有 IP 分配给 egress gateway 节点，用它引导所有的出站流量，可以使应用节点以受控的方式访问外部服务。
开始之前
按照安装指南中的说明安装 Istio。
将 sleep 示例应用程序部署为发送请求的测试源。 如果您启用了自动 sidecar 注入，运行以下命令部署示例应用程序：
$ kubectl apply -f @samples/sleep/sleep.yaml@否则，在使用以下命令部署
sleep应用程序之前，手动注入 sidecar：$ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f @samples/sleep/sleep.yaml@)为了发送请求，您需要创建
SOURCE_POD环境变量来存储源 pod 的名称：$ export SOURCE_POD=$(kubectl get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})
部署 Istio egress gateway
检查 Istio egress gateway 是否已布署：
$ kubectl get pod -l istio=egressgateway -n istio-system如果没有 pod 返回，通过接下来的步骤来部署 Istio egress gateway。
如果您使用
IstioOperatorCR安装Istio，请在配置中添加以下字段：spec: components: egressGateways: - name: istio-egressgateway enabled: true否则，将等效设置添加到原始
istioctl install命令中，例如：$ istioctl install <flags-you-used-to-install-Istio> \ --set components.egressGateways[0].name=istio-egressgateway \ --set components.egressGateways[0].enabled=true
定义 Egress gateway 并引导 HTTP 流量
首先创建一个 ServiceEntry，允许流量直接访问一个外部服务。
为
edition.cnn.com定义一个ServiceEntry：$ kubectl apply -f - <<EOF apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: ServiceEntry metadata: name: cnn spec: hosts: - edition.cnn.com ports: - number: 80 name: http-port protocol: HTTP - number: 443 name: https protocol: HTTPS resolution: DNS EOF发送 HTTPS 请求到 https://edition.cnn.com/politics，验证
ServiceEntry是否已正确应用。$ kubectl exec "$SOURCE_POD" -c sleep -- curl -sSL -o /dev/null -D - http://edition.cnn.com/politics ... HTTP/1.1 301 Moved Permanently ... location: https://edition.cnn.com/politics ... HTTP/2 200 Content-Type: text/html; charset=utf-8 ...输出结果应该与 发起 TLS 的 Egress 流量 中的
配置对外部服务的访问示例相同，都还没有发起 TLS。为
edition.cnn.com端口 80 创建 egressGateway。并为指向 egress gateway 的流量创建一个 destination rule。$ kubectl apply -f - <<EOF apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: Gateway metadata: name: istio-egressgateway spec: selector: istio: egressgateway servers: - port: number: 80 name: http protocol: HTTP hosts: - edition.cnn.com --- apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: DestinationRule metadata: name: egressgateway-for-cnn spec: host: istio-egressgateway.istio-system.svc.cluster.local subsets: - name: cnn EOF定义一个
VirtualService，将流量从 sidecar 引导至 Egress Gateway，再从 Egress Gateway 引导至外部服务：$ kubectl apply -f - <<EOF apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: VirtualService metadata: name: direct-cnn-through-egress-gateway spec: hosts: - edition.cnn.com gateways: - istio-egressgateway - mesh http: - match: - gateways: - mesh port: 80 route: - destination: host: istio-egressgateway.istio-system.svc.cluster.local subset: cnn port: number: 80 weight: 100 - match: - gateways: - istio-egressgateway port: 80 route: - destination: host: edition.cnn.com port: number: 80 weight: 100 EOF再次发送 HTTP 请求到 https://edition.cnn.com/politics。
$ kubectl exec "$SOURCE_POD" -c sleep -- curl -sSL -o /dev/null -D - http://edition.cnn.com/politics ... HTTP/1.1 301 Moved Permanently ... location: https://edition.cnn.com/politics ... HTTP/2 200 Content-Type: text/html; charset=utf-8 ...The output should be the same as in the step 2.
检查
istio-egressgatewaypod 的日志，并查看与我们的请求对应的行。如果 Istio 部署在istio-system命名空间中，则打印日志的命令是：$ kubectl logs -l istio=egressgateway -c istio-proxy -n istio-system | tail你应该会看到一行类似于下面这样的内容：
[2019-09-03T20:57:49.103Z] "GET /politics HTTP/2" 301 - "-" "-" 0 0 90 89 "10.244.2.10" "curl/7.64.0" "ea379962-9b5c-4431-ab66-f01994f5a5a5" "edition.cnn.com" "151.101.65.67:80" outbound|80||edition.cnn.com - 10.244.1.5:80 10.244.2.10:50482 edition.cnn.com -Note that you only redirected the traffic from port 80 to the egress gateway. The HTTPS traffic to port 443 went directly to edition.cnn.com.
清理 HTTP gateway
在继续下一步之前删除先前的定义：
$ kubectl delete gateway istio-egressgateway
$ kubectl delete serviceentry cnn
$ kubectl delete virtualservice direct-cnn-through-egress-gateway
$ kubectl delete destinationrule egressgateway-for-cnn
用 Egress gateway 发起 HTTPS 请求
接下来尝试使用 Egress Gateway 发起 HTTPS 请求（TLS 由应用程序发起）。您需要在相应的 ServiceEntry、egress Gateway 和 VirtualService 中指定 TLS 协议的端口 443。
为
edition.cnn.com定义ServiceEntry：$ kubectl apply -f - <<EOF apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: ServiceEntry metadata: name: cnn spec: hosts: - edition.cnn.com ports: - number: 443 name: tls protocol: TLS resolution: DNS EOF发送 HTTPS 请求到 https://edition.cnn.com/politics，验证您的
ServiceEntry是否已正确生效。$ kubectl exec "$SOURCE_POD" -c sleep -- curl -sSL -o /dev/null -D - https://edition.cnn.com/politics ... HTTP/2 200 Content-Type: text/html; charset=utf-8 ...为
edition.cnn.com创建一个 egressGateway。除此之外还需要创建一个 destination rule 和一个 virtual service，用来引导流量通过 Egress Gateway，并通过 Egress Gateway 与外部服务通信。$ kubectl apply -f - <<EOF apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: Gateway metadata: name: istio-egressgateway spec: selector: istio: egressgateway servers: - port: number: 443 name: tls protocol: TLS hosts: - edition.cnn.com tls: mode: PASSTHROUGH --- apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: DestinationRule metadata: name: egressgateway-for-cnn spec: host: istio-egressgateway.istio-system.svc.cluster.local subsets: - name: cnn --- apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: VirtualService metadata: name: direct-cnn-through-egress-gateway spec: hosts: - edition.cnn.com gateways: - mesh - istio-egressgateway tls: - match: - gateways: - mesh port: 443 sni_hosts: - edition.cnn.com route: - destination: host: istio-egressgateway.istio-system.svc.cluster.local subset: cnn port: number: 443 - match: - gateways: - istio-egressgateway port: 443 sni_hosts: - edition.cnn.com route: - destination: host: edition.cnn.com port: number: 443 weight: 100 EOF发送 HTTPS 请求到 https://edition.cnn.com/politics。输出结果应该和之前一样。
$ kubectl exec "$SOURCE_POD" -c sleep -- curl -sSL -o /dev/null -D - https://edition.cnn.com/politics ... HTTP/2 200 Content-Type: text/html; charset=utf-8 ...检查 Egress Gateway 代理的日志。如果 Istio 部署在
istio-system命名空间中，则打印日志的命令是：$ kubectl logs -l istio=egressgateway -n istio-system你应该会看到类似于下面的内容：
[2019-01-02T11:46:46.981Z] "- - -" 0 - 627 1879689 44 - "-" "-" "-" "-" "151.101.129.67:443" outbound|443||edition.cnn.com 172.30.109.80:41122 172.30.109.80:443 172.30.109.112:59970 edition.cnn.com
清理 HTTPS gateway
$ kubectl delete serviceentry cnn
$ kubectl delete gateway istio-egressgateway
$ kubectl delete virtualservice direct-cnn-through-egress-gateway
$ kubectl delete destinationrule egressgateway-for-cnn
其他安全注意事项
注意，Istio 中定义的 egress Gateway 本身并没有为其所在的节点提供任何特殊处理。集群管理员或云提供商可以在专用节点上部署 egress gateway，并引入额外的安全措施，从而使这些节点比网格中的其他节点更安全。
另外要注意的是，Istio 无法强制 让所有出站流量都经过 egress gateway，Istio 只是通过 sidecar 代理实现了这种流向。攻击者只要绕过 sidecar 代理，就可以不经 egress gateway 直接与网格外的服务进行通信，从而避开了 Istio 的控制和监控。出于安全考虑，集群管理员和云供应商必须确保网格所有的出站流量都要经过 egress gateway。这需要通过 Istio 之外的机制来满足这一要求。例如，集群管理员可以配置防火墙，拒绝 egress gateway 以外的所有流量。Kubernetes 网络策略也能禁止所有不是从 egress gateway 发起的出站流量（下一节有一个这样的例子）。此外，集群管理员和云供应商还可以对网络进行限制，让运行应用的节点只能通过 gateway 来访问外部网络。要实现这一限制，可以只给 gateway Pod 分配公网 IP，并且可以配置 NAT 设备，丢弃来自 egress gateway pod 之外的所有流量。
应用 Kubernetes 网络策略
本节中展示了如何创建 Kubernetes 网络策略来阻止绕过 egress gateway 的出站流量。为了测试网络策略，首先创建一个 test-egress 命名空间，并在其中部署 sleep 示例应用，然后尝试发送一个会通过安全网关的外部服务请求。
参考用 Egress gateway 发起 HTTPS 请求一节中的步骤。
创建
test-egress命名空间：$ kubectl create namespace test-egress在
test-egress命名空间中部署 sleep 示例应用：$ kubectl apply -n test-egress -f @samples/sleep/sleep.yaml@检查生成的 Pod，其中应该只有一个容器，也就是说没有注入 Istio Sidecar：
$ kubectl get pod $(kubectl get pod -n test-egress -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name}) -n test-egress NAME READY STATUS RESTARTS AGE sleep-776b7bcdcd-z7mc4 1/1 Running 0 18m从
test-egress命名空间的sleeppod 中向 https://edition.cnn.com/politics 发送 HTTPS 请求。因为没有任何限制，所以这一请求应该会成功：$ kubectl exec -it $(kubectl get pod -n test-egress -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name}) -n test-egress -c sleep -- curl -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n" https://edition.cnn.com/politics 200给 Istio 组件（控制平面和 gateway）所在的命名空间打上标签。例如，你的 Istio 组件部署在
istio-system命名空间中，则命令是：$ kubectl label namespace istio-system istio=system给
kube-system命名空间打标签：$ kubectl label ns kube-system kube-system=true创建一个
NetworkPolicy，来限制test-egress命名空间的出站流量，只允许目标为kube-systemDNS（端口 53）的请求，以及目标为istio-system命名空间的所有请求：$ cat <<EOF | kubectl apply -n test-egress -f - apiVersion: networking.k8s.io/v1 kind: NetworkPolicy metadata: name: allow-egress-to-istio-system-and-kube-dns spec: podSelector: {} policyTypes: - Egress egress: - to: - namespaceSelector: matchLabels: kube-system: "true" ports: - protocol: UDP port: 53 - to: - namespaceSelector: matchLabels: istio: system EOF重新发送前面的 HTTPS 请求到 https://edition.cnn.com/politics。这次请求就不会成功了，这是因为流量被网络策略拦截了。
sleeppod 无法绕过istio-egressgateway。要访问edition.cnn.com，只能通过 Istio sidecar 代理，让流量经过istio-egressgateway才能完成。这种配置表明，即使一些恶意的 pod 绕过了 sidecar，也会被网络策略拦截，而无法访问到外部站点。$ kubectl exec -it $(kubectl get pod -n test-egress -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name}) -n test-egress -c sleep -- curl -v https://edition.cnn.com/politics Hostname was NOT found in DNS cache Trying 151.101.65.67... Trying 2a04:4e42:200::323... Immediate connect fail for 2a04:4e42:200::323: Cannot assign requested address Trying 2a04:4e42:400::323... Immediate connect fail for 2a04:4e42:400::323: Cannot assign requested address Trying 2a04:4e42:600::323... Immediate connect fail for 2a04:4e42:600::323: Cannot assign requested address Trying 2a04:4e42::323... Immediate connect fail for 2a04:4e42::323: Cannot assign requested address connect to 151.101.65.67 port 443 failed: Connection timed out接下来在
test-egress命名空间的sleepPod 上注入 Sidecar，启用test-egress命名空间的自动注入：$ kubectl label namespace test-egress istio-injection=enabled重新部署
sleep：$ kubectl delete deployment sleep -n test-egress $ kubectl apply -f @samples/sleep/sleep.yaml@ -n test-egress检查生成的 Pod，其中应该有了两个容器，其中包含了注入的 sidecar（
istio-proxy）：$ kubectl get pod $(kubectl get pod -n test-egress -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name}) -n test-egress -o jsonpath='{.spec.containers[*].name}' sleep istio-proxy在
default命名空间中创建一个与sleeppod 类似的目标规则，用来引导test-egress命名空间内的流量经过 egress 网关：$ kubectl apply -n test-egress -f - <<EOF apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: DestinationRule metadata: name: egressgateway-for-cnn spec: host: istio-egressgateway.istio-system.svc.cluster.local subsets: - name: cnn EOF向 https://edition.cnn.com/politics 发送 HTTP 请求，这次会成功，原因是网络策略允许流量流向
istio-system中的istio-egressgateway。istio-egressgateway最终把流量转发到edition.cnn.com。$ kubectl exec -it $(kubectl get pod -n test-egress -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name}) -n test-egress -c sleep -- curl -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n" https://edition.cnn.com/politics 200检查 Egress gateway 中的代理统计数据。如果 Istio 部署在
istio-system命名空间，那么打印日志的命令就是：$ kubectl logs -l istio=egressgateway -n istio-system你应该会看到一行类似于下面这样的内容：
[2020-03-06T18:12:33.101Z] "- - -" 0 - "-" "-" 906 1352475 35 - "-" "-" "-" "-" "151.101.193.67:443" outbound|443||edition.cnn.com 172.30.223.53:39460 172.30.223.53:443 172.30.223.58:38138 edition.cnn.com -
清理网络策略
删除本节中建立的资源：
$ kubectl delete -f @samples/sleep/sleep.yaml@ -n test-egress $ kubectl delete destinationrule egressgateway-for-cnn -n test-egress $ kubectl delete networkpolicy allow-egress-to-istio-system-and-kube-dns -n test-egress $ kubectl label namespace kube-system kube-system- $ kubectl label namespace istio-system istio- $ kubectl delete namespace test-egress请参考清理 HTTPS gateway一节的内容。
故障排除
如果启用了双向 TLS 认证，请验证 egress gateway 证书的正确性：
$ kubectl exec -i -n istio-system $(kubectl get pod -l istio=egressgateway -n istio-system -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}') -- cat /etc/certs/cert-chain.pem | openssl x509 -text -noout | grep 'Subject Alternative Name' -A 1 X509v3 Subject Alternative Name: URI:spiffe://cluster.local/ns/istio-system/sa/istio-egressgateway-service-accountHTTPS 透传流量情况（由应用而不是 egress 发起 TLS），需要使用
openssl命令测试流量。openssl的-servername选项可以用来设置 SNI：$ kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep -- openssl s_client -connect edition.cnn.com:443 -servername edition.cnn.com CONNECTED(00000003) ... Certificate chain 0 s:/C=US/ST=California/L=San Francisco/O=Fastly, Inc./CN=turner-tls.map.fastly.net i:/C=BE/O=GlobalSign nv-sa/CN=GlobalSign CloudSSL CA - SHA256 - G3 1 s:/C=BE/O=GlobalSign nv-sa/CN=GlobalSign CloudSSL CA - SHA256 - G3 i:/C=BE/O=GlobalSign nv-sa/OU=Root CA/CN=GlobalSign Root CA --- Server certificate -----BEGIN CERTIFICATE----- ...如果在上面命令的输出中看到了类似的证书信息，就表明路由是正确的。接下来检查 egress gateway 的代理，查找对应请求的计数器（由
openssl和curl发送，目标是edition.cnn.com）：$ kubectl exec $(kubectl get pod -l istio=egressgateway -n istio-system -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}') -c istio-proxy -n istio-system -- pilot-agent request GET stats | grep edition.cnn.com.upstream_cx_total cluster.outbound|443||edition.cnn.com.upstream_cx_total: 2
清理
关闭 sleep 服务：
$ kubectl delete -f @samples/sleep/sleep.yaml@